低溫等離子清洗機(jī)在微電子領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,但是在絕大數(shù)條件下,等離子體的產(chǎn)生需要在低氣壓條件下實(shí)現(xiàn),真空等離子清洗機(jī)設(shè)備價(jià)格昂貴、真空環(huán)境操作的復(fù)雜性大大地限制了其在其他領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。為了擺脫對(duì)真空環(huán)境的依賴,大氣等離子清洗機(jī)的出現(xiàn)解決了這一問題。
大氣壓冷等離子體是在約101.325kPa下的氣體環(huán)境中產(chǎn)生的非平衡態(tài)等離子體。由于放電冷離子體的特殊性,它們都很難達(dá)到熱平衡態(tài),電子溫度遠(yuǎn)大于離子溫度,形成低溫非平衡態(tài)等離子體。等離子體在大氣壓開放環(huán)境條件下的產(chǎn)生和應(yīng)用,使得等離子體自身的產(chǎn)生變得簡(jiǎn)單、設(shè)備的制造和維護(hù)成本大大降低。同時(shí),等離子體源具有更好的移動(dòng)性,在進(jìn)行材料處理、輔助機(jī)械加工過程中更易于操作。
兩種常見的大氣等離子清洗機(jī)
大氣等離子清洗機(jī)工作原理
圖1為大氣等離子清洗機(jī)工作原理示意圖,其主要由電源系統(tǒng)、等離子噴槍系統(tǒng)及氣源系統(tǒng)三部分組成。當(dāng)交流高壓電源以幾kHz,數(shù)kV輸出時(shí),在棒狀電極末端,距離金屬噴嘴最近的地方易形成極高電場(chǎng),出現(xiàn)尖端放電;工作氣體在這個(gè)區(qū)域被交流高壓電源充分電離,產(chǎn)生等離子體;并隨著工作氣體的不斷涌入,等離子體被吹出噴嘴,形成一段距離有限且發(fā)光的等離子體射流,伴隨嘶嘶聲。
圖1 大氣等離子清洗機(jī)工作原理示意圖
(1)電源系統(tǒng)
等離子體放電所使用的電源可為射頻電源、高壓直流電源、低頻交流電源等。而高壓直流電源需要較為復(fù)雜的阻抗匹配,射頻電源會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電場(chǎng)輻射,需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行電磁屏蔽。因此,大氣等離子清洗機(jī)大都選用低頻交流電源作為電源系統(tǒng)。
低溫等離子體電源由接觸調(diào)壓器和交流電源兩部分組成。交流電源的輸出頻率為30~100kHz,中心頻率60kHz,輸出電壓0~30kV,額定功率500W;接觸調(diào)壓器額定輸入電壓220V,輸出電壓0~250V。
(2)氣源系統(tǒng)
氣源系統(tǒng)的作用是將合適壓強(qiáng)及流量的工作氣體輸送至電極系統(tǒng),其主要包括工作氣體源、減壓閥及氣體質(zhì)量流量控制器。
工作氣體經(jīng)由氣源釋放后,通過調(diào)節(jié)氣體減壓閥降低所需壓強(qiáng)后,進(jìn)入氣體質(zhì)量流量控制器,通過調(diào)節(jié)氣體質(zhì)量流量控制器參數(shù),調(diào)整合適的氣體流量,氣體隨后通入等離子體發(fā)生器。由于氣體流量對(duì)等離子體放電特性有著重要的影響,因此我們需要對(duì)工作氣體的流量進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。氣體質(zhì)量流量控制器流量調(diào)節(jié)范圍0~50L,靈敏度0.1L。
(3)等離子噴槍系統(tǒng)
等離子體噴槍是由一個(gè)圓柱體的金屬射頻電極和圓筒狀的金屬地電極構(gòu)成,在圓柱體電極和圓筒地電極之間有一個(gè)圓筒狀的放電縫隙,在電極的一端用絕緣材料密封,另一端設(shè)有一個(gè)噴口,當(dāng)工作氣體通過該電極之間的縫隙時(shí)被擊穿電離形成等離子體,在氣體壓力推動(dòng)下,然后從噴口向外噴出,從噴口向外噴出的等離子體束流的長(zhǎng)度取決于放電功率和進(jìn)氣量。
以上就是深圳等離子清洗機(jī)廠家納恩科技關(guān)于大氣等離子清洗機(jī)工作原理的簡(jiǎn)單介紹,大氣等離子清洗機(jī)具有以下優(yōu)勢(shì):干燥工藝、節(jié)能、無污染,符合節(jié)能環(huán)保要求,可在常壓下實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作,對(duì)加工材料要求不高,適用性強(qiáng),可處理形狀不規(guī)則的材料。